Импульсный стабилизированный преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1982 года по МПК H02M3/335 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питания. Известен импульсный стабилизированный преобразователь напряжения, содержащий последовательно соединен ный импульсный регулятор постоянног напряжения и преобразователь напр., недостаток которого заключается в том, что вся энергия первичного источника проходит через регул jop (стабилизатор) напряжения, в результате они имеют низкий КПД 1 Наиболее близким техническим реш нием к изобретению является импульс ный стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий импульсный регулятор постоянного напряжения, входом подключенный параллельно к входным .выводам источника питания, усилитель мощнос ти, входом подключенный к выходу им пульсного регулятора напряжения, и двухтактныйтранзисторный преобразо ватель напряжения, входом которого подключен к последовательно соединенным первичному источнику питания и первичной обмотке трансформатора усилителя- мощности 2. Недостаток известных устройств заключается в их недостаточно высоком КПД и сложности схемы. изобретения - увеличение КПД и упрощение схемы за счет исключения выпрямителя с фильтром усилителя мощности вольтодобавочного устройства. Поставленная цель достигается тем, что в импульсном стабилизированном преобразователе постоянного напряжения, содержащем импульсный регулятор постоянного напряжения, входом подключенный параллельно первичному источнику питания, усилитель мощности, входом подключенный к выходу импульсного регулятора напряжения, и двухтактный транзиЬторный преобразователь постоянного напряжения, вход которого подключен к последовательно соединенным первичному источнику питания и первичной обмотке трансформатора усилителя мощности, в силовую цепь одного из транзисторов преобразователя постоянного напряжения последовательно включена половина первичной обмотки трансформатора усилителя мощности, а в силовую цепь другого транзистора преобразователя постоянного напряжения последовательно включена другая пол вина первичной обмотки трансформато ра усилителя мощности. При такой сх ме выпрямитель на выходе усилителя мощности исключается. Н& чертеже представлена принципи альная схема предлагаемого преобразователя. В устройстве к положительному входному выводу источника первичног питания подключен общий вшвод импул него регулятора постоянного напряж ния 1, выполненному на ключе 2, LCD-фильтре 3-5. К выходу импульсного регулятора 1 к отрицательному выводу конденсатора 4, подключен общий вывод усилителя 6 мощности, т.е. эмиттеры его переключающих транзисторов 7 и 8, например, коллектор переключающего транзистора 7 соединен с началом полуобмотки 9, коллектор переключающего транзистора 8 - с концом другой полуобмотки 10 трансформатора 11 усилителя мощности, а средняя точка полуобмоток 10 и 11 соединена с общим выводом импульсного регулятора 1 и с положительным выводом первичного источника питания двухтактного транзисторного питания. К отрицательному выводу питания подключен общий вывод двухтактного транзисторного преобразователя 12 постоянного напряжения, т.е. средняя точка первичных полуобмоток 13 и 14 выходного трансформатора 15 преобразователя, при этом начало полуобмотки 13 соединено с эмиттером переключающего транзистора 16, а конец полуобмотки 14 соединен с эмиттером переключающего транзистора 17. Импульсный -стабилизированный преобразователь постоянного напряжения работает следующим образом. При включении напряжения питания запускается двухтактный транзисторный преобразователь 12 постоянного напряжения. Он представляет собой двухтактный автогенератор на двух транзисторах 16 и 17, включенных по схеме с общим коллектором. В устрой стве может быть применен любой друго преобразовательпостоянного напряжения, в том числе с отдельным задающи генератором. В момент включения нап ряжения питания на выходе импульсно го регулятора 1 и, на полуобмотках 9 и 10 трансформатора 11 усилителя 6 мощности отсутствуют напряжения и к коллекторам транзисторов 16 и 17 двухтактного транзисторного преобра. зователя напряжения 12 прикладывает ся напряжение, равное напряжению пер вичного источника питания. На базы транзисторов 7 и 8 усилителя 6 мощности поступает управляющее переменное напряжение прямоугольной формы с обмотки рыходного трансформатоjpa 15, которое поочередно переключает транзисторы 7 и 8. Импульсный регулятор постоянного напряжения выполнен по схеме последовательного импульсного стабилизатора напряжения с LCD-фильтром (элементы 3-5). На обмотках 9 и 10 усилителя б мощности также появится переменное напряжение прямоугольной формы с амплитудой, равной напряжению на выходе импульсного регулятора. Транзисторы 9, 10, 16 и 17 управляются таким образом, что в один из полупериодов одновременно находятся в открытом состоянии транзисторы 10 и 16, а в закрытом - транзисторы 9 и 17. Так как транзистор 10 открыт, то на полуобмотке 10, в. цепи его коллектора, появится напряжение с амлитудой, равной напряжению на выходе импульсного регулятора 1. На полуобмотке 9, которую можно рассматривать в данный момент как втоичную обмотку трансформатора, наводится ЭДС, равная напряжению на полуобмотке 10 (так как они имеют одинаковое число витков). Напряжение на полуобмотке 9 складывается с напряжением первичного источника питания и црикладывается к коллектору открытого транзистора 16 и на обмотке 13 выходного трансформатора 15 в цепи эмиттера этого транзистора также появится напряжение, равное оумме напряжений первичного источника питания и вольтодобавочного напряжения на полуобмотке 9 трансформатора 11 усилителя 6 мощности, В следующий полупериод в закрытом состоянии находятся .транзисторы 8 и 16, а в открытом - транзисторы 7 и 17. Так как транзистор 17 открыт, то уже на полуобмотке 9 появляется напряжение с амплитудой, равной напряжению на выходе импульсного регулятора 1. На полуобмотке 10, которую можно рассматривать как вторичную обмотку трансформатора, наводится ЭДС, равная напряжению на полуобмотке, которая складывается с напряжением первичного источника питания и прикладывается к коллектору открытого транзистора 17. Поэтому на обмотке 14 выходного трансформатора 15 появляется напряжение, равное сумме напряжений первичного источника питания и вольтрдобавочного напряжения на обмотке 10 трансформатора усилителя мощности. Таким образом, обмотки 9 и 10 трансформатора 11 работают так, что поочередно выполняют функции первичной и вторичной обмоток трансформатора IJ. Вели в установившемся режиме работы возрастает напряжение питания и,соответственно, напряжение на первичной обмозгке 13 (14) выходного трансформатора 15 и на выходе выпрямителя.